Luce anulare

Gli illuminatori ad anello sono tra le geometrie più ampiamente utilizzate nella visione artificiale industriale. Soprattutto, sono apprezzati per le loro dimensioni compatte e la facile integrazione attorno agli obiettivi standard delle telecamere. Inoltre, i LED sono disposti in un cerchio concentrico rispetto all’asse ottico. Di conseguenza, la luce raggiunge il campo da ogni direzione, in modo che l’immagine rimanga ampiamente indipendente dall’orientamento delle caratteristiche. In breve, questa pagina rappresenta il riferimento ingegneristico per la geometria ad anello. Collega inoltre le famiglie ad anello di RODER Vision alle loro applicazioni tipiche.

Principio di funzionamento delle luci ad anello

Un illuminatore ad anello monta una o più file concentriche di LED su una scheda anulare. L’apertura centrale lascia libera la parte anteriore dell’obiettivo della telecamera. Inoltre, i LED proiettano la luce verso l’interno e verso il basso a un angolo fisso stabilito dalla custodia. Per un anello standard, questo angolo è tipicamente compreso tra 30 e 60 gradi rispetto all’asse ottico. Pertanto, la configuración si comporta come un’illuminazione frontale diretta o si sposta verso il campo scuro a basso angolo.

Poiché la luce arriva da tutte le direzioni azimutali contemporaneamente, le immagini dell’anello rimangono simmetriche rispetto all’asse ottico. Di conseguenza, il testo stampato, i codici e i piccoli pezzi appaiono uniformi indipendentemente dall’orientamento. Per questo motivo, gli illuminatori ad anello sono adatti per stazioni in cui la posizione angolare del target è variabile o non controllata.

Varianti standard, a basso angolo e ad alta diffusione

La categoria degli anelli comprende diverse varianti. In primo luogo, gli anelli standard dirigono la luce ad angoli moderati per un’illuminazione frontale generale. Al contrario, gli anelli a basso angolo inclinano i LED fino a un’incidenza quasi radente, creando così un campo scuro a 360 gradi che esalta le microcaratteristiche superficiali. Inoltre, gli anelli diffusi aggiungono una copertura satinata per attenuare l’emissione e ridurre l’abbagliamento. Pertanto, ogni variante si rivolge a una superficie e a una classe di caratteristiche specifiche.

Applicazioni industriali tipiche

Gli illuminatori ad anello servono a molteplici attività di ispezione. Ad esempio, sono adatti per piccoli pezzi lavorati o stampati su tavole rotanti e stazioni di pick & place. Inoltre, supportano la lettura di codici 2D e l’OCR su superfici piatte o leggermente curve. Coprono anche componenti PCB, giunti di saldatura, dispositivi medici e contenitori farmaceutici. Inoltre, sono adatti per pezzi in metallo stampato in cui la simmetria rotazionale è importante. Infine, si adattano a stazioni in cui la facilità di integrazione prevale sulle massime prestazioni ottiche.

Criteri di selezione e considerazioni progettuali

In primo luogo, il diametro interno deve lasciare libero l’obiettivo, incluso qualsiasi filtro o polarizzatore. Successivamente, il diametro esterno e l’angolo dei LED stabiliscono la distanza di lavoro per l’intensità di picco e l’uniformità. Al variare della distanza, l’illuminazione si sposta da un cono convergente, a un campo uniforme, a un fascio divergente.

Anche la posizione di montaggio è importante. Un anello fissato sull’obiettivo si muove con la telecamera durante la messa a fuoco, pertanto l’allineamento rimane costante ma la distanza di lavoro è limitata. Al contrario, un anello fissato sulla stazione consente di ottimizzare separatamente la telecamera e l’illuminatore. Tuttavia, questo aggiunge complessità meccanica.

Il contenuto spettrale segue le consuete regole dell’illuminazione frontale. Ad esempio, gli anelli monocromatici funzionano bene dietro un filtro a banda stretta che respinge la luce ambientale. Al contrario, gli anelli bianchi rimangono la scelta predefinita per l’ispezione del colore.

Anelli a doppia funzione e multi-segmento

Gli anelli avanzati aggiungono segmenti controllati in modo indipendente. Pertanto, l’utente può commutare tra anello completo, mezzo anello o settori rotanti per una classificazione dei difetti sensibile alla direzione. Inoltre, alcune varianti combinano LED standard e a basso angolo in un unico dispositivo. Di conseguenza, l’integratore commuta tra campo chiaro e campo scuro senza cambiare l’hardware.

Integrazione e limiti

Il limite principale degli illuminatori ad anello è una riflessione circolare su superfici lucide e perpendicolari. Su un target speculare, l’anello di LED appare come un anello luminoso nell’immagine. Di conseguenza, può mascherare le caratteristiche centrali. Tuttavia, un anello diffuso, una leggera inclinazione del target o una configurazione a cupola sopprimono questo effetto.

Un secondo punto riguarda le dimensioni. Gli illuminatori ad anello sono proporzionati all’obiettivo e al campo, pertanto campi molto grandi richiedono anelli poco pratici. Pertanto, per campi più ampi di circa 200 millimetri, è preferibile valutare barre di illuminazione o illuminatori a pannello.

Famiglie di illuminatori ad anello a LED di RODER Vision

RODER Vision costruisce una linea completa di illuminatori ad anello a LED in Italia. La gamma copre configurazioni standard, a basso angolo, ad alta intensità e regolabili. Pertanto, le quattro serie seguenti sono las scelte raccomandate per l’illuminazione ad anello.

Alcune installazioni richiedono anche la commutazione multi-segmento o la reiezione della luce ambientale. Inoltre, il catalogo offre driver per LED e controllori, filtri ottici e polarizzatori, nonché cavi industriali e sistemi di fissaggio.

Illuminatore ad anello nelle applicazioni reali

Le note seguenti mostrano come funzionano gli illuminatori ad anello di RODER Vision sulle linee di produzione reali. In ogni caso, la configurazione deriva dall’attività di ispezione.

Domande frequenti